安価な電子支援天文学

私は望遠鏡で夜空を眺めるときによく起こる目の疲れが嫌いなので、むしろカメラでその光景を捉えたいと思っています。 しかし、私は倹約家なので、高品質の天体写真撮影用機材に何千ドルもつぎ込むことができません。 私にとってのゴルディロックスの解決策は、電子支援天文学 (EAA) と呼ばれるものです。

EAA 中間点を占める アマチュア天文学: 双眼鏡や望遠鏡で観察するよりも複雑ですが、特殊なカメラ、高価な望遠鏡、電動追跡マウントを使用するほど複雑ではありません。 私は限られた予算でどこまで EAA を実行できるかを検討し始めました。

私の装置で撮影した電子支援天文写真: 月 [top]、 太陽 [middle]、オリオン大星雲 [bottom] デビッド・シュナイダー

まず、中古品を購入しましたが、 キヤノン T6 デジタル一眼レフカメラ eBayで。 LCD ビュースクリーンが破損しており、レンズも付属していなかったので、価格はわずか 100 ドルでした。 次に、このカメラを望遠鏡と組み合わせるのではなく、望遠レンズを購入することにしました。eBay に戻って、40 年前の Nikon 500-mm F/8「ミラー」望遠レンズを 125 ドルで購入しました。 ミラーとレンズを組み合わせて折り畳まれた光路を作り出すレンズです。 つまり、この望遠レンズの焦点距離はなんと50センチメートルですが、レンズ自体の長さはわずか約15センチメートルです。 あ 20ドルのアダプター キヤノンでも使えるようになります。

ニコンのレンズには絞りを調整するための絞りがなく、したがって被写界深度を調整できません。 その光学幾何学構造により、焦点が合っていないものはドーナツのように見えます。 そしてオートフォーカスも出来ません。 しかし、これらの欠点は天体写真にとって欠点ではありません。 そして、このレンズには次のような大きな利点があります。 無限を超えて集中する。 これにより、温度変化に応じてレンズが伸縮しても、遠くの物体に正確に焦点を合わせることができます。

天体写真に望遠レンズを使用する場合、焦点を正しく合わせるのが厄介な問題の 1 つです。望遠レンズの焦点は繊細で、簡単に狂ってしまうためです。 それを避けるために、私は何かを作りました（で見つけたデザインに基づいて） オンライン天文学フォーラム) フォーカスリングにクランプされ、小さなノブを使用して正確な調整が可能です。

次に購入したのは、カメラの照準を合わせやすくするために改造された照準器でした。 私が購入したバージョン（30ドル） アマゾンで）には、カメラのホットシューに取り付けるためのアダプターが含まれていました。 三脚も必要ですが、30 ドル未満で適切なものを購入できます。

焦点を正しく合わせるのは、望遠レンズを使用する際の悩みの 1 つです。

他に必要なハードウェアはラップトップだけです。 私の Windows マシンには、次の 4 つの無料プログラムをインストールしました。 EOSユーティリティ (これにより、カメラを制御して画像を直接ダウンロードできるようになります)、Canon の デジタルフォトプロフェッショナル （カメラの管理のため）RAW形式 画像ファイル)、 GNU 画像操作プログラム (GIMP) フォトエディターと呼ばれるプログラムディープスカイスタッカーこれにより、地球の自転によって物事が台無しになることなく、短時間露光の画像を組み合わせて結果を向上させることができます。

始める時が来ました。 しかし、天体に焦点を合わせるのは思っているよりも難しいです。 明らかな戦略は、カメラを「ライブビュー」モードにし、木星または明るい星に向けて、オブジェクトができるだけ小さくなるまで焦点を調整することです。 しかし、いつ目標を達成したかを知るのは依然として難しい場合があります。 いわゆる、大きなアシストを得ました。 バーティノフマスク、レンズの前に一時的に貼り付ける角度の付いたスラットを備えたスクリーンで、焦点を合わせるためのガイドとなる回折パターンを作成します。

スタッキング ソフトウェアは、空の一連の画像を取得し、星の動きを補正し、画像を結合してブレのない長時間露光をシミュレートします。

月の良い写真を何枚か撮った後、私は別の簡単な目標、太陽に目を向けました。 もちろん、それには太陽光フィルターが必要でした。 私1つを9ドルで購入しました それを円形に切り、底を切り取ったキャンディー缶に貼り付けました。 私の缶 私のレンズの上にぴったりと滑り込むサイズです。 このフィルターを使うと黒点も綺麗に撮れました。 再び課題となるのは焦点を合わせることであり、これには試行錯誤が必要でした。星や惑星に使用される戦略は太陽には機能しないからです。

焦点を絞ると、次のハードルは画像を作成することでした。 深空天体、または DSO – 星団、銀河、星雲。 これらの薄暗い天体をうまく撮影するには、カメラを回転させるトラッキング マウントが必要です。これにより、地球の動きによるブレを発生させずに長時間露光を行うことができます。 しかし、トラッカーなしで何ができるかを試してみたかったのです。

まず、固定カメラでどれくらいの時間の露出が可能かを把握する必要がありました。 一般的な経験則では、望遠鏡の焦点距離をミリメートル単位で取得し、それを 500 で割って最大露光時間を秒単位で求めます。 私の設定では、それは 1 秒になります。 NPF ルールと呼ばれる、より洗練されたアプローチでは、イメージング センサーに関する追加の詳細が考慮されます。 を使用してオンライン NPF ルール計算ツール わずかに低い数値、0.8 秒が得られました。 さらに控えめにするために、0.6 秒の露出を使用しました。

私の最初の DSO ターゲットは オリオン大星雲そのうち 100 枚の画像を郊外の私道から撮影しました。 間違いなく、暗い場所からもっとうまくやっただろう。 ただし、取得することを念頭に置いていました 較正 フレーム (「フラット」、「ダーク」、および「バイアス画像」)。これらは、イメージング システムの不完全性を補正するために使用されます。 レンズキャップを付けたままにすることで、暗い画像や偏った画像を簡単に取得できます。 ただし、平らな場所を撮影するには、均一で拡散した光源が必要です。 そのために、レンズを覆う白い T シャツの上に配置された 17 ドルの A5 サイズ LED トレース パッドを使用しました。

これらすべての画像を用意して、Deep Sky Stacker プログラムを起動して実行しました。 結果として得られたスタックは期待できるものではありませんでしたが、GIMP での後処理により、オリオン大星雲の驚くほど詳細なレンダリングが実現されました。 もちろん、より優れたギアを使用して誰かができることとは比較できません。 しかし、この写真は、いくつかのフリー ソフトウェア、普通のデジタル一眼レフカメラ、そして適切な場所に向けられたヴィンテージの望遠レンズを使用して、どのような種類の魅力的な画像を生成できるかを示しています。

この記事は、2024 年 5 月の印刷号に「電子支援天文学」として掲載されます。